Параметрическое исследование двух устойчивых форм горения разряда в холловском двигателе
Хмелевской И.А.1,2, Томилин Д.А.1
1Исследовательский центр им. М.В. Келдыша, Москва, Россия
2Московский физико-технический институт (Государственный университет), Долгопрудный, Московская обл., Россия
Email: khmelevskoi@kerc.msk.ru
Поступила в редакцию: 22 января 2019 г.
В окончательной редакции: 22 января 2019 г.
Принята к печати: 25 марта 2019 г.
Выставление онлайн: 20 августа 2019 г.
Экспериментально исследовано поведение интегральных параметров работы холловского двигателя (тяга, удельный импульс тяги) в двух устойчивых режимах горения разряда, существенно отличающихся друг от друга по анодному КПД. Исследования проводились на лабораторной модели холловского двигателя с выдвинутым слоем со средним диаметром разрядного канала 77 mm в диапазоне напряжения разряда 500-900 V и расходе газа от 2 до 5 mg/s. Наиболее яркими отличительными признаками наблюдаемых режимов горения являются форма плазменной струи и значение тока разряда при практически идентичных входных параметрах (расход газа, напряжение разряда, величина магнитного поля). Показано, что во всем исследуемом диапазоне входных параметров при перестроении из оптимального режима (с точки зрения КПД) в неоптимальный основные интегральные характеристики двигателя претерпевают скачкообразное изменение: возрастает ток разряда на 10-30% с одновременным относительным падением тяги на 5-15% и КПД на 20-40%. Детальное исследование структуры анодного КПД показало, что при перестроении скачком изменяется эффективность использования электронного тока (отношение тока ионов к току разряда), т. е. электронная проводимость в разрядном канале двигателя. Ключевые слова: электроракетные двигатели, холловские двигатели, параметры эффективности, устойчивость горения разряда, режимы горения разряда.
- Kim V. // Journal of Propul. Power. 1998. Vol. 14. N 5. P. 736--743. Doi: 10.2514/2.5335
- Morozov A.I., Savelyev V.V. Reviews of Plasma Physics. / Ed. by B.B. Kadomtsev, V.D. Shafranov. NY.: Consultant Bureau, 2000. Vol. 21. P. 203--391
- Mikellides I.G., Katz I., Hofer R.R., Goebel D.M. // J. Appl. Phys. 2014. Vol. 115. N 4. P. 043303
- Hofer R.R., Goebel D.M., Mikellides I.G., Katz I. // J. Appl. Phys. 2014. Vol. 115. N 4. P. 043304
- Zakharenkov L.E., Kim V., Lovtsov A.S., Semenkin A.V., Solodukhin A.E. // Proc. of the Space Propulsion. 2018 Conference. Seville, Spain, 2018. SP2018\_paper 00195
- Semenkin A.V. // Proc. of the 23th International Electric Propulsion Conference. Cleaveland, USA, 1993. Paper IEPC-93-231
- Semenkin A. et al. // Proc. 25th International Electric Propulsion Conference. Seattle, USA, 1997. Paper IEPC-97-106
- Conversano R.W., Goebel D.M. et al. // Proc. of the 50th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference. Cleveland, USA, 2014. DOI: 10.2514/6.2014-3896
- Sekerak M.J. Plasma Oscillations and Operational Modes in Hall Effect Thrusters. PhD thesis. University of Michigan, 2014
- Hara K., Sekerak M.J., Boyd I.D., Gallimore A.D. // J. Appl. Phys. 2014. Vol. 115. P. 203304
- Ding Y., Boyang J. et al. // Adv. Space Res. 2018. Vol. 61. N 3. P. 837--843. https://doi.org/10.1016/j.asr.2017.11.003
- Ding Y., Sun H. et al. // Vacuum. 2017. Vol. 143. P. 251--261. http://dx.doi.org/10.1016/j.vacuum.2017.06.030
- Han L., Wei L., Yu D. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2016. Vol. 49. P. 375203
- Azziz Y. Experimental and theoretical characterization of a Hall thruster plume. PhD thesis. Massachusetts Institute of Technology, 2007
- Ловцов А.С., Томилин Д.А., Шашков А.С. // Письма в ЖТФ. 2014. T. 40. Вып. 17. С. 60--68. [ Lovtsov A.S., Tomilin D.A., Shashkov A.S. // Tech. Phys. Lett. 2014. Vol. 40. N 9. P. 754--757.]
- Kostin A.N. et al. // Proc. of the 33th International Electric Propulsion Conference. Washington, USA, 2013. Paper IEPC-2013-055
- Горшков О.А., Шагайда А.А. // Письма в ЖТФ. 2008. Т. 34. Вып. 4. С. 37--43. [ Gorshkov O.A., Shagaida A.A. // Tech. Phys. Lett. 2008. Vol. 34. N 2. P. 153--155.]
- Shagayda A.A. // IEEE Tr. Plasma Sci. 2015. Vol. 43. N 1. P. 12--28. Doi: 10.1109/TPS.2014.2315851
- Nikitin V., Tomilin D., Lovtsov A., Tarasov A. // EPL. 2017. Vol. 117. N 4. Р. 45001. https://doi.org/10.1209/0295-5075/117/45001
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.